直接用于矿物开采和富选等作业的机械，包括采矿机械和选矿机械。探矿机械的工作原理和结构与开采同类矿物所用的采矿机械大多相同或相似，广义说也是一种矿山机械。矿山作业中还应用大量的起重机、输送机、通风机和排水机械。
一、采矿机械
采矿机械是直接开采有用矿物和采准工作所用的机械设备，包括：开采金属矿石和非金属矿石的采掘机械；开采煤炭用的采煤机械；开采石油用的石油钻采机械。第一台风动圆片采煤机是由英国工程师沃克设计的，约于1868年制造成功。19世纪80年代，美国有数百口油井用蒸汽为动力的冲击钻钻凿成功，1907年，又用牙轮钻机钻凿油井和天然气井，并从1937年起，将它用于露天矿钻进。
二、采掘机械
用于井下和露天矿山开采的采掘机械有：钻炮孔用的钻孔机械；挖装矿岩用的挖掘机械和装卸机械；钻凿天井、竖井和平巷用的掘进机械。
三、钻孔机械
分为凿岩机和钻机两类，钻机又有露天钻机和井下钻机之分。
（1）凿岩机：用于在中硬以上的岩石中钻凿直径为20～100毫米、深度在20米以内的炮孔。按其动力不同可分为风动、内燃、液压和电力凿岩机，其中风动凿岩机应用最广。
（2）露天钻机：按破碎矿岩的工作机构不同，分为钢绳冲击钻机、潜孔钻机、牙轮钻机和旋转钻机。钢绳冲击钻机因效率低，已逐渐被其他钻机代替。潜孔钻机用钻杆带动风动冲击器和钻头一起旋转，利用风动冲击器的活塞冲击钻头破碎矿岩，通常用在中小型矿山中钻直径80～250毫米的炮孔。牙轮钻机用牙轮钻头的辗压作用来破碎矿岩，适于在硬矿岩上钻直径150～440毫米的孔，它具有效率高、劳动强度小的优点，在大中型露天金属矿中得到广泛应用。潜孔（或牙轮）钻机由冲击器（或钻头）、回转机构、提升机构、加压装置、行走机构、排渣系统、钻架和钻杆组成。旋转钻机只适于钻较软的矿岩和煤。
（3）井下钻机：钻凿孔径小于150毫米的井下炮孔时，除应用凿岩机外还可应用80～150毫米的小直径潜孔钻。在煤或较软矿岩中钻直径70毫米以下的炮孔时，一般用电力钻或风钻，由电动机（或气动马达）带动钻杆钻孔，钻出的岩（煤）屑经钻杆上的螺旋槽排出。
四、掘进机械
利用刀具的轴向压力和回转力对岩面的辗压作用，直接破碎矿岩的成巷或成井机械设备。所用刀具有盘形滚刀、楔齿滚刀、球齿滚刀和铣削刀具。按掘进巷道的不同，分为天井钻机、竖井钻机和平巷掘进机。①天井钻机：专门用于钻凿天井和溜井，一般不需进入天井操作，用牙轮钻头先钻导向孔，用盘形滚刀组成的扩孔器向上扩孔。天井孔径一般为500～2500毫米。②竖井钻机：专门用于一次钻凿成井，由钻具系统、回转装置、井架、钻具提升系统和泥浆循环系统组成。直径9米的竖井钻机为直径9米的竖井钻机，成井直径为7.5米。③平巷掘进机：它是将机械破岩与排渣等工序结合起来并连续进掘的综合机械化设备，主要用于煤巷、软矿中的工程隧道和中等硬度以上矿岩的中平巷掘进。
五、采煤机械
采煤作业已由20世纪50年代的半机械化发展到80年代的综合机械化。综合机械化采煤广泛应用浅截深式双（单）滚筒联合采煤机（或刨煤机）、可弯曲刮板输送机和液压自移支架等设备，使回采工作面的破碎落煤、装煤、运输、支护等环节实现全面的综合机械化。
双滚筒采煤机是落煤机械。电动机经截割部分减速机把动力传递给螺旋滚筒落煤，机器的移动靠电动机经牵引部分传动装置来实现。牵引方式基本上有两种，即锚链牵引和无锚链牵引。锚链牵引借助牵引部分的链轮与固定在运输机上的锚链啮合而实现。无锚链牵引则借助齿轮与固定在运输机上的齿条啮合实现，具有较好的防滑性能。由于采煤机具有两个可调高滚筒，可以适应顶底板煤层变化，一次可采全高。可弯曲刮板输送机不仅是回采工作面的运煤设备，也是采煤机的轨道，供采煤机在其上牵引运行，同时它还是液压支架自移时的支点。
液压自移支架在采煤时用支柱撑起顶梁，使支架架体撑紧顶板。在推移输送机时，则以支架架体为支点，推出推移千斤顶使输送机移动一定的距离，然后再将支柱收起缩回顶梁，使架体与顶板脱离。这时以输送机为支点缩回推移千斤顶，则架体被拉向输送机旁。然后再升起支柱，撑起顶梁支撑顶板，至此完成一个推移过程。